ビットレートとは?高い方が良いは間違い!?ネットワークカメラの動画・映像の画質にも影響!?

ビットレートとは?

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こんにちは、カメチョ編集部です。今回は知っているようで知らないデジタル方式のカメラのビットレートと映像の圧縮についてご説明しようと思います。今回の内容はカメラやインターネット回線、レコーダーの容量の選定にも関わってくる重要なポイントなので防犯カメラ・監視カメラの導入を検討している方は理解を深めるためにも是非ご覧ください。

ビットレートとは!?回線速度や映像の記録方式に影響!?

ビットレートとは1秒間にどの程度の情報量を詰め込んでいるか、という意味です。デジタル映像の画質を表す指標として利用されるほか、インターネット回線やケーブルの伝送速度を表すためにも利用されています。

ビットレートの基本

  • ビットレートを上げると画質は良くなる
  • 効率の良い圧縮を行うと同じ画質でもビットレートが低くなる
  • ビットレートを表す単位はMbps、Kbps

防犯カメラや監視カメラシステムを構築する上ではこのビットレートが非常に重要になってきます。

ビットレートは、Windowsではファイルを右クリックしてプロパティから確認できる

Windowsではファイルを右クリックしてプロパティから確認できる

コーデックとは

少し専門的な内容になりますが、映像を圧縮するには「コーデック」というアルゴリズムを利用します。例えば「AAABBBBBCCC」という文字情報を「連続する同一の文字がある場合には連続する文字の数+文字の種類で記載する」というアルゴリズムにしたがって「3A5B3C」に変換し、情報量を減らすような方法のことです。文字数が減ったことが分かったと思いますが、これを映像データで行う場合に「映像のファイル容量を圧縮」といいます。さらにややこしいのが、同じコーデックを利用した圧縮でも圧縮する際の「圧縮率」の違いによってサイズの減少率は変わってきます。

現在主流のコーデックは「H264.AVC」という規格で、この方式で圧縮された動画はファイルの拡張子が「.mp4」という形で保存されます(まれに「.ts」、「.flv」、「.mkv」などの場合もあります)。この「H.264-AVC」よりもさらに効率が良いコーデックとして「H.265-HEVC」というものもありますが、高圧縮の規格であることから、カメラ内のチップで圧縮処理を行う時や再生時に機器の負担が大きくなってしまうこことなどから、防犯カメラ・監視カメラ分野ではあまり普及していません。

解像度が高いからといって画質が高いとは限らない!

上記でも少し説明しましたが、圧縮率によって映像の質(ビットレート)が変わってくるので、解像度が高ければ画質が高いということにはならない点に注意が必要です。しかも、選択するカメラによって圧縮方法であるコーデックやその圧縮率は気にしておく必要があるでしょう。また、解像度が高くても肝心のイメージセンサーが貧弱だと記録される(圧縮前の)映像の質も悪いものになりますのでイメージセンサーのサイズやメーカーも気にする必要があります(よく「ソニー製1/3インチCCD採用!」などと謳っているのはイメージセンサーのサイズや性能をアピールするためです)。

画素数とセンサーの大きさが記載された諸元表

先日紹介した「クラウド録画対応ネットワークカメラsafie」にもセンサーのサイズは記載されている(1/3インチのイメージセンサーならこの解像度[2688×1520]は少し過剰である)。

解像度と動きの少ない防犯カメラでは基本的にビットレートは低くなる。圧縮率を上げると、解像度はフルHDのままでも画像はボヤけてくる。つまりは圧縮率がかなり重要になってくるということなのです。ちなみに動画投稿サイトYoutubeには解像度毎に推奨されるビットレートが公表されています(下記の表)。

Youtubeでの推奨ビットレート

記録画素数 解像度(単位:ピクセル) 映像ビットレート(24fps/30fps)
207万画素 横1920
縦1080
8 Mbps
92.1万画素 横1280
縦720
5 Mbps
34.6万画素 横854
縦480
2.5 Mbps
23万画素 縦640
横360
1 Mbps

Youtubeヘルプページより引用

Youtubeでは映像コーデックとしてH.264が推奨されているので、こちらを参考にすると防犯カメラ・監視カメラの解像度から記録する映像の容量が割り出せることになりますね。

しかし、防犯カメラの映像は一般的な動きがある映像とは異なり、定点監視の背景が基本的に動かない映像になり、ビットレートが低くなります。

これを勘案して、1080p/30fpsでほとんど動きがない動画を「H.264 AVC」のコーデックで圧縮すると想定すると。大体2~4Mbpsのビットレートになります。さらに、防犯カメラや監視カメラでは30fpsなどの滑らかな映像を記録する必要はないので、一般的に防犯カメラで用いられるフレームレート「5fps」に落とすとだいたい1~1.5Mbpsほどのビットレートになります。このビットレートから容量ごとに記録可能な時間を実際に算定して見ましょう。

ご自身で算定するのが面倒、希望にあった防犯カメラを紹介してもらえれば十分という方にオススメなのが本サイトの無料相談です。防犯カメラのプロがご希望の条件にピッタリあった防犯カメラのご紹介はもちろん、設置に関する疑問、不安、面倒ごとを解決致します。ぜひお気軽にお問い合わせくださいね。
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「10Mbps=1秒当たり10メガバイト(MB)の情報量」という意味ではない!

ところでみなさん。Mbpsの正しい意味はご存知でしょうか。Mbpsは(Mega bits per second)の略であり、バイト(byte)ではなくビット(bit)という情報量の単位を使っています。通常データ容量の単位として使うメガバイト(MB)やギガバイト(GB)は「バイト」の単位で表したもので「1バイト=8ビット」です。ちなみに「バイト/秒」を表す略語は「MB/sec」と表記される場合が多いですね。HDDなどの転送速度を表記する際に利用されたりします。
「ビットレートが10Mbps」と表す場合には1秒あたりの情報量は8で割った値1.25MB(メガバイト)になります。この点は勘違いしている方が多いので注意が必要です。最悪の場合、レコーダーのハードディスクを8倍の容量分用意してしまう恐れもあります。

解像度ごとに必要になるレコーダーの記録容量を算定してみよう!

「Mbps」「MB/sec」の違いがわかったところで本題に戻りましょう。先ほど出したフルHD画質の映像のビットレートは1~1.5Mbpsでしたね。つまりこれをバイト表記に直すと0.125~0.1875MB/secということになります。つまり1時間当たりのデータ量は3600倍して450MB~675MBになります(1キロバイトは正確には1024バイトなのですが今回はわかりやすく1,000バイトで計算しています)。いかがでしょうか。つまり1TB(テラバイト)の容量があれば1,481~2,222時間の録画が可能という計算になります。日に直すと61~92日間程度の録画が可能になるので、もしカメラが1台であれば十分な容量といえるでしょう。

あまり気にされることがないインターネット回線の速度も非常に重要!

ネットワークカメラはインターネットを介して映像を送信するので、もし複数台でのカメラシステムを構築していて、映像を記録するレコーダーが外部化やクラウド化されていた場合に回線速度によっては映像データを送信することが出来ない場合も考えられます。例えば4台構成のフルHDカメラを構成して録画はクラウド型のサービスで行う際には「上り」の回線速度のうち4~6Mbpsを専有してしまうことになります。高速な光回線の場合には比較的余裕があるかも知れませんが、ADSL回線などの回線環境では少し厳しいかもしれません。こういったネットワークカメラの導入時には事前に回線速度を実測で計測しておき、余裕がない場合にはカメラ側で解像度やフレームレートを調整できるカメラを選定するのが良いでしょう。

まだ導入前という方は無料相談でおすすめのインターネット回線についてもご相談ください。すでにインターネット回線を導入済みの方は乗り換えを検討してみても良いでしょう。もちろん、乗り換え先の相談も無料です。
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まとめ

いかがでしたでしょうか。防犯カメラ・監視カメラの導入時にはネットワークや回線速度等に関わる様々な知識が必要になってくることがお分かり頂けたと思います。解像度画高い=高画質とは必ずしも限らない点にも注意しておきましょう。

参考URL/画像引用元:safie公式HP(外部サイト)

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